Les deux premiers articles ont suscité un grand nombre de questions et de remarques sceptiques auxquelles je répondrai à ce sujet. Toutes les données utilisées dans cet article sont le résultat de l'analyse des tests et calculs de la théorie générale du vol du vol.
1. Pourquoi est-il nécessaire? Est-ce efficace?
L'efficacité de tout véhicule ne peut être évaluée que dans le contexte d'une tâche similaire, de caractéristiques similaires et uniquement de manière comparative.
Par exemple, si vous prenez les caractéristiques de notre modèle et que vous le comparez à vos camarades de classe par poids au décollage (hélicoptères
Voron 333 et
Dozor-50 ), alors même sans comparer la tâche de transport, il est évident qu'il n'est
pas efficace en comparaison, simplement en raison de la faible charge utile qu'il peut transporter (5 kg). Par conséquent, oui, le modèle présenté dans la vidéo n'est pas efficace, et je dirai plus, il a été conçu exclusivement comme un stand expérimental conçu pour démontrer la mise en œuvre du vol battant et étudier ses caractéristiques, il est donc naïf d'en attendre des indicateurs de qualité.
Est-il possible de faire un volant efficace? Pour répondre à cette question, nous devons considérer ce que nous avons déjà gagné.
- Mécanique et inertie. Il n'est pas possible de créer une machette avec une manivelle d'une masse supérieure à 40 kg. Cela est facile à prouver: le fait est que le transfert de force vers l'aile dans le cas d'un mécanisme à manivelle est tel qu'aux points extrêmes de la trajectoire l'aile a une énergie énorme qui est supprimée par la déformation du corps et de l'aile. La surcharge au bout de l'aile atteint en même temps 20g. Tout cela affecte la ressource et la force, ce qui signifie le poids. Dans le même temps, les charges inertielles augmentent proportionnellement à la quatrième puissance de la dimension linéaire, la résistance est proportionnelle à la seconde, ce qui signifie que ces courbes ont un point d'intersection après lequel la frange est tout simplement impossible à construire. C'est-à-dire la manivelle n'est pas du tout adaptée aux franges, nous devons donc chercher d'autres moyens d'effectuer des mouvements ondulants plus économes en énergie, que nous allons essayer de mettre en œuvre sur le nouveau modèle. La mise en œuvre du nouveau variateur nous permettra d'évaluer l'efficacité du makhelet d'un point de vue énergétique, c'est-à-dire quelle est l'efficacité de ce type de variateur et peut-il être intéressant du point de vue de l'exploitation commerciale. La deuxième tâche du nouvel entraînement est de prouver qu'il est possible de supprimer les barrières associées aux effets inertiels négatifs, à savoir de réaliser un volant habité. Et la troisième tâche est de minimiser les vibrations et les vibrations, c'est-à-dire si les machinettes seront confortables pour les gens.
- Aérodynamique et dynamique. Ici, tout est beaucoup plus compliqué. Pour comprendre comment augmenter l'efficacité aérodynamique, vous devez bien comprendre comment les forces aérodynamiques sont créées par l'aile d'une faux, et en l'absence de souffleries, de fumigènes et de cellules de charge, ce n'est pas facile, donc le nouveau modèle offre la possibilité de modifier un grand nombre de paramètres d'oscillation pour sélectionner les angles et fréquences pour chaque mode de vol. Mais maintenant, il faut dire que l'acajou n'a pas de mauvaises caractéristiques aérodynamiques: la qualité K = 10-12, y atteint 4 à de grands angles d'attaque.
C'est-à-dire potentiellement un petit avion peut être rendu assez efficace s'il est possible de faire un entraînement fiable économe en énergie et de tirer le meilleur parti de l'aérodynamique de l'aile battante. C'est ce que nous ferons sur le nouveau modèle.
2. Où est l'ancien modèle, puis-je le voir, et quelle est cette histoire avec le prof. Kiselev?
Je vais vous raconter brièvement l'histoire complète de la façon dont nous avons construit le macho.
J'ai construit mon premier makholet à l'âge de 12 ans. À 16 ans, j'ai trouvé un schéma avec lequel les consoles se déplacent en antiphase. Comme je l'ai découvert plus tard, ce schéma a également été utilisé par Kiselev V.A. et Toporov V.M.
En 2004, je suis entré à l'Institut d'aviation de Moscou, où le destin m'a réuni avec le professeur respecté Kiselev V.A., qui était engagé dans des mineurs. J'ai commencé à travailler sur lui pour collectionner un modèle en 22kg, car ce sujet était très intéressant pour moi, d'ailleurs, j'étais un bon modeleur.
Le travail sur le modèle a été effectué de 2005 à 2010 par différentes équipes, j'en ai entré certaines et d'autres non. Mais le résultat de toutes les tentatives était un - le modèle a fait du jogging, mais n'a montré aucun signe de vol. Et elle est tombée en panne avec une constance catastrophique. Les nœuds étaient suffisants pour un maximum de 2-3 exécutions. Dans le même temps, le chef de projet n'a apporté aucune modification au modèle.
En 2011, Valentin Afanasevich trouve un autre sponsor et il m'engage ainsi que Shuvaova D.G. pour travailler sur le projet. Depuis un an, nous faisons la même chose que les 5 dernières années. En conséquence, le sponsor a décidé d'abandonner les travaux sur ce projet. Il prend un modèle construit avec son argent. Après mûre réflexion, nous avons décidé d'offrir au sponsor, pour le prix minimum, de faire le modèle comme nous le pensions. En conséquence, après six mois, nous effectuons le premier vol incertain - le modèle est mal contrôlé et ne prend pas d'altitude. En raison de notre inexpérience, nous décidons qu'il s'agit d'aérodynamique et procédons à la création d'ailes sectionnelles.
La chose la plus étonnante est que nous avons réussi à réaliser le travail des ailes sectionnelles avec une fiabilité suffisamment élevée, mais nous étions confrontés au fait que l'entraînement ne pouvait pas faire face. Au début, nous avons péché sur les charges aérodynamiques. Mais plus tard, par la nature des déformations des manivelles, nous avons découvert que le tout est de l'inertie. C'est-à-dire pendant longtemps nous nous sommes basés sur la théorie du prof. Kiseleva (soit dit en passant) que les maxima des forces aérodynamiques et inertielles sont à différents points de la trajectoire de l'aile et ne sont pas résumés - cela s'est avéré fondamentalement faux - ils sont résumés et comment.
À cet égard, nous avons révisé la conception des ailes et de l'entraînement et essayé de minimiser les charges inertielles. En conséquence, nous sommes revenus au point de départ. L'appareil s'est détaché, mais n'était pas contrôlé et ne voulait pas prendre de la hauteur. Après plusieurs tests avec des angles et des fréquences différents, nous avons réussi à en découvrir la raison - dans la dynamique, et plus précisément dans la focalisation aérodynamique de l'aile du majolète. Il n'était pas là où il était censé être. D'où le manque de contrôlabilité. En conséquence, nous avons finalisé le modèle selon nos calculs et nous avons finalement réussi à réaliser le vol. C'est-à-dire la plupart des théories du prof. Kiseleva n'était pas fidèle. Partant d'angles de vol optimaux et se terminant par la dynamique. Néanmoins, les théories du professeur ont donné une base, bien que pas la bonne, à partir de laquelle nous pourrions pousser, pour laquelle il est très reconnaissant et respecté.
Sur la base des résultats des tests, nous avons assuré le sponsor que des études approfondies de l'aérodynamique, de la dynamique et de la mécanique du vol étaient nécessaires pour continuer, cependant, il voulait immédiatement procéder à la construction d'un véhicule habité. Bien sûr, nous avons refusé de participer à cette folie. En conséquence, le modèle est resté avec lui, et nous avons encore de l'expérience.
Pendant deux ans, j'ai essayé de résoudre les problèmes révélés dans la conception de la frange et en même temps j'ai réuni une équipe d'ingénieurs pour mettre en œuvre divers projets.
Au final, comme il me semble, j'ai réussi à trouver une solution à toutes les contradictions. Pour construire le modèle, une entreprise s'est tenue sur Boomstarter, mais elle n'a donné aucun résultat.
En conséquence, notre équipe a décidé de développer indépendamment un modèle avec une implication minimale de fonds tiers. Ce que nous mettons actuellement en œuvre.
3. Que fais-je dans la communauté Geek?
Je dois dire tout de suite - il n'y a aucun désir de relations publiques. Il y a un désir de trouver des personnes qui souhaitent participer au projet ou s'engager sérieusement dans un sujet.
De bonnes fraiseuses et tourneuses sont également nécessaires. Je ne refuserai pas si quelqu'un essaie de faire une purge en utilisant le FEM dans FLUENT ou tout autre programme. En double, je serai heureux si quelqu'un entreprend de comprendre l'aérodynamique, mes calculs et mes théories - utiliser du matériel pour rédiger des candidats et des diplômes - ce n'est pas dommage.
Je suis un designer, pas un aérodynamicien, pas un conférencier, pas un économiste - toutes ces industries, je n'ai qu'à déterminer si le petit a le droit d'exister ou n'est-ce rien de plus qu'un jouet. Par conséquent, le niveau de mes qualifications dans ces industries est exactement le même pour comprendre les bases et les principes.
4. Comment vole-t-il?
La réponse la plus simple à cette question est:
Imaginez une trajectoire de vis - c'est une spirale. L'hélice entraînant l'avion, sa spirale est plus compressée que le pas complet de l'hélice.
Maintenant, prenons et déroulons la spirale et plions-la pour qu'elle soit harmonique.
Ensuite, il s'avère qu'avec l'aide de l'avion, nous pouvons créer à la fois une force de traction et une force de levage à tout moment de la trajectoire, mais avec des valeurs absolues différentes. Par exemple, lors du levage, l'aile crée plus de force de levage et lors de sa descente, elle crée une traction.
C'est-à-dire l'aile idéale de la majole doit, dans chaque section, avoir un angle optimal avec l'écoulement, ou au moins être dans la zone d'écoulement stationnaire. Mais dans le cas des ailes rigides, seule une petite zone, en fonction de la vitesse de l'appareil, est dans le flux stationnaire autour de la zone, mais la plupart de l'aile est dans la zone de décrochage de l'écoulement. Et maintenant, si nous calculons les indices de portance et de poussée pour une aile rigide se déplaçant en harmonique, il s'avère que de telles oscillations créent plus de résistance que la poussée, c'est-à-dire selon l'aérodynamique classique, notre modèle ne peut pas voler. Il devrait consacrer la majeure partie de son énergie à la création inutile de tourbillons. Cependant, elle vole. Par conséquent, nous avons fait l'hypothèse qu'en raison du mouvement inégal de l'aile, l'effet d'une augmentation locale de la viscosité de l'air se produit et le décrochage est retardé à des angles de 40 à 50 degrés, atteignant Cy = 5-7. Cependant, ce n'est qu'une hypothèse. Des recherches plus approfondies peuvent montrer à quel point c'est vrai.
Passons maintenant aux critiques.
"Pourquoi faire cela et il est si clair que c'est complètement absurde."
Ici, la réponse est simple - le sujet n'est pas labouré, soudainement enfoui dedans, alors que personne n'attend.
Vous voyez, l'aérodynamique instationnaire n'est pas très prévisible, et nos données montrent que l'aile du vol est presque entièrement dans un flux instable, sans signe de soufflage laminaire, tandis que la taille des tourbillons est très différente dans sa portée. En même temps, le volant vole et ne dit pas que c'est absolument terrible. C'est peut-être dans l'aérodynamique de l'acajou que réside la clé de l'amélioration de l'aérodynamique de tous les avions. En tout cas, comme tout sujet peu étudié, le vol flottant est très intéressant.
"Tout doit être fait différemment"
Si vous êtes capable non seulement de donner naissance à l'idée «au besoin», mais de la décrire mathématiquement, de calculer et de montrer sa viabilité sur la base de lois bien connues, nous serons très heureux et prêts à réaliser vos idées.
"Ce n'est pas de la science, c'est un jouet"
Nous ne prétendons pas être des scientifiques, alors que ce soit juste notre hobby - l'ingénierie.
Merci à tous ceux qui n'étaient pas indifférents au sujet, dès que nous aurons des données sur le nouveau modèle, nous les partagerons certainement. Si quelqu'un veut rejoindre le projet, écrivez-le personnellement.